（必修3）13.4电磁波的发现及应用（导学案3）

skybamboo · 发表于 8 小时前

13.4电磁波的发现及应用
【学习目标】

了解人类发现电磁波的历史，知道麦克斯韦、赫兹等物理学家对电磁波发现做出的巨大贡献，领会在电磁波的发现过程中所蕴含的科学方法和科学精神。

体验赫兹证明麦克斯韦预言的电磁波存在的实验过程及实验方法，领会物理理论和实验的相互配合对科学发展的巨大作用。

了解电磁波本身是一种特殊物质，电磁波能传递能量和信息。

了解电磁波谱中各波段的主要特性及其在科技、经济和社会信息化等方面的主要应用。知道可见光是电磁波谱家族中的一个频段。

【开启新探索】
我们的生活已与电磁波密切相关，如移动通讯、无线网络、卫星通信等都是通过电磁波传输息的。那么电磁波是怎样发现的呢？
【质疑提升1】麦克斯韦的电磁场理论、电磁波

阅读教材P119，说明麦克斯韦的电磁场理论及理论得出的基础。

阅读教材P120，说明麦克斯韦预言空间存在电磁波理论基础。

阅读教材P120、P122，说说电磁波有怎样的特性？麦克斯韦又有怎样的预言？

麦克斯韦建立了电磁场理论，并预言了电磁波的存在，但没有通过科学实验证实电磁场理论。哪位科学家通过实验捕获电磁波、证实了麦克斯韦的电磁场理论？

【质疑提升2】电磁波谱

阅读教材P120，结合水波的传播，理解什么是波峰、什么波谷？

阅读教材P120，说说什么是波长λ，什么是波的频率f，什么是波速v？

波速v、波长λ、频率f三者间满足怎样的关系式？对于电磁波呢？

电磁波的波长、频率范围很广。按电磁波的波长或频率大小的顺序排列，就称为电磁波谱。阅读课本，了解电磁波的分类、作用。

电磁波谱及其应用
从左向右，波长，频率。
类型	无线电波	红外线	可见光	紫外线	X射线	γ射线
	长波	中波	短波	微波
应用

【学以致用】

根据麦克斯韦电磁场理论，下列说法正确的是（　　）

A．有电场的空间一定存在磁场，有磁场的空间也一定能产生电场
B．在变化的电场周围一定产生变化的磁场，在变化的磁场周围一定产生变化的电场
C．均匀变化的电场周围一定产生均匀变化的磁场
D．周期性变化的磁场周围空间一定产生周期性变化的电场
2．关于电磁波，下列说法正确的是（　　）
A．只要有电场就能形成电磁波
B．电磁波是一种物质，不能在真空中传播
C．红外线的波长比<Object: word/embeddings/oleObject1.bin>射线的波长长
D．电磁波能传播信息，但不能传播能量
3．下列波中，不属于电磁波的是（　　）
A．X射线
B．红外线
C．超声波
D．γ射线

4. 电焊作业时，会产生对人体有害的电焊弧光。焊接电弧温度在3000˚C时，辐射出大量频率为1.0×1015Hz的电磁波。根据波长判断，它属于哪种电磁波？电焊工人作业时，需要佩戴专业的防护头盔（如图），这是为什么？
【核心素养提升】
1．下列关于麦克斯韦电磁场理论的说法正确的是（　　）
A．变化的电场一定能产生变化的磁场
B．变化的磁场一定能产生变化的电场
C．电场周围一定产生磁场，磁场周围一定产生电场

电磁波的传播过程就是电磁场能量的传播过程

2．关于电磁波，下列说法正确的是（　　）
A．电磁波能传播信息，但不能传播能量
B．电磁波是一种物质，不能在真空中传播
C．赫兹成功的预言了电磁波的存在并通过实验发现了电磁波
D．变化的电场和变化的磁场由近及远向外传播，形成电磁波
3．无线电技术的发展给人类带来了极大的便利，下列有关电磁波的说法，正确的是（　　）
A．电磁波不能在真空中传播
B．通信中广泛应用的无线电波是电磁波谱中波长最短的
C．电磁波的传播过程就是电子的传播过
D．电磁波是电场和磁场相互激发而形成的
4．电磁波在真空中的速度c=3×108m/s。某广播电台的频率f=99.8MHz，则该电台所发射电磁波的波长λ约为（　　）
A．3m
B．3×103m
C．33.3m
D．0.333m

5.  自2020年1月以来，“新冠肺炎”席卷全国。“新冠肺炎”的典型症状就是持续发烧，因此测温是“新冠肺炎”防控的重要环节。为方便测温各学校都配置了如图所示的额温枪。额温枪是通过传感器接收红外线，得出感应温度数据，使用时只要将额温枪放于距两眼中间部位5-6cm处，修正额头与实际体温的温差便能显示准确的体温。则以下说法正确的是（　　）
A．红外线频率比紫外线高
B．额温枪利用的红外线也可用于杀菌消毒
C．红外线是波长比紫外线短的电磁波
D．若物体在空气中辐射的红外线波长为100μm，该红外线频率为3.0×1012Hz
6．下列电磁波中，波长最长的是（）
A．无线电波
B．红外线
C．紫外线
D．<Object: word/embeddings/oleObject2.bin>射线
7．在电磁波中，波长按从长到短排列不正确的是（　　）
A．无线电波、可见光、红外线
B．无线电波、可见光、γ射线
C．红光、黄光、绿光
D．紫外线、X射线、γ射线
8．关于电磁波，下列说法不正确的是（　　）
A．电磁波在真空中的传播速度与电磁波的频率无关
B．周期性变化的电场和磁场可以相互激发，形成电磁波
C．γ射线具有较强的穿透能力，可以用来透视
D．利用电磁波传递信号可以实现无线通信
9．我国即将进入全面5G时代，将开启万物互联时代车联网物联网智慧城市无人机网络、自动驾驶技术等将一一变为现实。5G，即第五代移动通信技术，采用3300~5000MHz频段，相比于现有的4G（即第四代移动通信技术，1880~2635MHz段）技术而言，具有极大带宽极大容量和极低时延。5G信号与4G信号相比，下列说法正确的是（　　）
A．5G信号在真空中的传播速度更快
B．4G信号在真空中的传播速度更快
C．与4G信号相比，5G信号波长更短
D．与4G信号相比，5G信号波长更长
10．中国航天员在天宫一号上成功进行了太空授课（如图）。已知天宫一号空间实验室轨道半径为<Object: word/embeddings/oleObject3.bin>，地球半径为<Object: word/embeddings/oleObject4.bin>。所用的电磁波的波长为2.5×10－2m。试计算：
（1）航天员讲课的实时画面从天宫一号空间实验室发至地面接收站，最少需要多少时间？

（2）所用的电磁波的频率大小？

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